[发明专利]薄板NiTi合金电子束焊接急冷凝固细晶装置及其焊接方法

权利要求书

1.薄板NiTi合金电子束焊接急冷凝固细晶装置，其特征在于：所述薄板NiTi合金电子束焊接急冷凝固细晶装置包括压抓式夹具体、冷却紫铜(12)和冷却紫铜紧固机构，冷却紫铜(12)通过冷却紫铜紧固机构设置在压抓式夹具体的正上方；

所述压抓式夹具体包括夹具主体(3)、两个支撑挡板(5)和四个压力抓(7)，夹具主体(3)上端面前后两侧的中部分别各固接有一个支撑挡板(5)，每个支撑挡板(5)两端的外侧分别各设置有一个压力抓(7)，压力抓(7)的根部通过紧固螺栓(8)固接在夹具主体(3)的上端面上；

所述夹具主体(3)上端面的中部沿长度方向设置有防护凹槽(4)；

所述压力抓(7)的根部与夹具主体(3)的上端面之间设置有垫片(9)，垫片(9)套装在紧固螺栓(8)上；

所述冷却紫铜紧固机构包括底部垫板(1)、紧固铜罩(15)和两个紧固铜杆(18)，两个紧固铜杆(18)并列设置，紧固铜罩(15)插装在两个紧固铜杆(18)的中部，冷却紫铜(12)设置在紧固铜罩(15)的下端，紧固铜罩(15)的上端面上均布旋装有四个顶紧螺钉(17)，顶紧螺钉(17)的末端穿过紧固铜罩(15)，夹具体设置在底部垫板(1)的上端且位于两个紧固铜杆(18)的内侧，紧固铜杆(18)的两端分别与底部垫板(1)的上端面固接；

所述冷却紫铜(12)上端面的中部设置有紫铜透束孔(14)，紧固铜罩(15)上端面的中部设置有铜罩透束孔(16)；

所述冷却紫铜(12)下端面的中部沿长度方向设置有防干涉凹槽(13)。

2.利用权利要求1所述的薄板NiTi合金电子束焊接急冷凝固细晶装置实现薄板NiTi合金电子束焊接急冷凝固细晶的焊接方法，其特征在于，所述焊接方法包括如下步骤：

步骤一：对待焊母材(10)进行预处理：将两块薄板待焊母材(10)进行预处理，将两块薄板待焊母材(10)的对接面及距对接面10mm区域内进行机械打磨和化学清洗；

步骤二：装夹待焊母材(10)：将两个支撑挡板(5)用连接螺栓(6)固定在夹具主体(3)上，将两块待焊母材(10)放置于夹具主体(3)上，且对接面待焊位置(11)与防护凹槽(4)的位置相对应，将待焊母材(10)的后焊接位置，即收束位置的一侧紧靠着支撑挡板(5)，安装好后用紧固螺栓(8)穿过压力抓(7)的根部和垫片(9)，然后将压力抓(7)的尖部移至待焊母材(10)的上端，再锁紧紧固螺栓(8)对待焊母材(10)进行固定；

步骤三：装夹冷却紫铜紧固机构：将底部垫板(1)放入真空室底板上，将待焊母材(10)和压抓式夹具体置于真空室工作台(2)上，将冷却紫铜(12)放置在待焊母材(10)上，使其下部的防干涉凹槽(13)中心以及上部的紫铜透束孔(14)位于待焊位置(11)中心，将紧固铜罩(15)放置于冷却紫铜(12)上方，使铜罩透束孔(16)和紫铜透束孔(14)同心放置，将紧固铜杆(18)插入底部垫板(1)的孔洞中，并用固定螺栓(19)旋入紧固铜杆(18)底部的螺孔(20)进行紧固，最后通过顶部顶紧螺钉(17)将冷却紫铜(12)与待焊母材(10)的上端面紧密接触，然后关闭真空室舱门，并抽真空；

步骤四：焊接：在焊接过程中，焊枪为固定状态，焊接过程进行时为工作台(2)进行运动，当焊接过程进行时，焊枪通过铜罩透束孔(16)和紫铜透束孔(14)作用在待焊位置(11)，随着工作台(2)的移动实现待焊母材(10)的焊接，整个过程急冷凝固细晶装置部分不发生运动，通过工作台(2)的运动实现随焊冷却，并抑制焊接过程中的金属飞溅；

步骤五：冷却：焊接结束后焊接件随焊接真空室同步冷却，待真空室常温后，取消真空状态，打开真空室舱门，拆下冷却紫铜紧固机构部分，取出焊接件及压抓式夹具体，焊接完成。

3.根据权利要求2所述的焊接方法，其特征在于：所述步骤二中两块待焊母材(10)的对接面的错边小于0.2mm，对接面之间的间隙小于0.1mm。

4.根据权利要求2所述的焊接方法，其特征在于：所述步骤四中的焊接方式为电子束焊接。